Trombocitopenia e diminuição da função plaquetária são achados comuns em pacientes picados por serpentes do gênero Bothrops. Sabe-se que o veneno de Bothrops jararaca (VBj) apresenta compostos com características pró e anti-agregantes plaquetárias, porém existem poucos estudos sobre a influência do veneno total assim como das principais famílias de proteínas que o compõem sobre as funções plaquetárias. A utilização de modelos experimentais é essencial para entender as desordens plaquetárias em humanos que culminam em sangramentos diversos. Portanto, o objetivo deste estudo foi (i) comparar as respostas ex vivo de plaquetas lavadas de humanos e de camundongos frente ao VBj, assim como entender a participação de serinaproteinases (SVSP) e metaloproteinases (SVMP) presentes no veneno sobre a agregação dessas plaquetas; e (ii) delimitar dentro do complexo proteico do veneno os compostos que induzem a trombocitopenia em camundongos após 3 horas do início do envenenamento botrópico. As plaquetas lavadas de humanos e camundongos BALB/c, C57BL/6 e do mutante natural pérola (Ap3b1-/-) apresentaram respostas de agregação máxima ao VBj na concentração de 24,4 ?g/mL, porém esta concentração provocou uma agregação menos intensa em plaquetas humanas quando comparada àquela observada nas linhagens BALB/c e C57BL/6. Mesmo em plaquetas de camundongos pérolas, deficientes em corpos densos plaquetários, o VBj se mostrou um potente agonista, promovendo a agregação plaquetária sem a necessidade da secreção do conteúdo granular. A ação agonista do veneno promoveu a secreção de ATP presente nos corpos densos plaquetários de humanos e das linhagens BALB/c e C57BL/6 de forma tão intensa quanto à provocada pela trombina, assim como a secreção de PF4 presente nos grânulos ? de plaquetas humanas e de camundongos BALB/c. Já em relação à secreção lisossomal, observou-se que as plaquetas humanas secretam níveis mais baixos de ?-hexosaminidase quando estimuladas com VBj do que pela trombina, enquanto que em plaquetas de camundongos BALB/c a secreção lisossomal ao VBj foi superior à constatada com a trombina. Os baixos níveis de lactato desidrogenase (LDH) no sobrenadante das plaquetas estudadas mostraram ausência de atividade direta citotóxica pelo VBj. Para verificar se as principais classes de famílias de enzimas do VBj, SVMP e SVSP, estavam envolvidas na ativação plaquetária ex vivo, elas foram inibidas com Na2EDTA (13 mM) e AEBSF (8 mM), respectivamente. Observou-se que em plaquetas humanas as serinaproteases são importantes para a agregação ex vivo, enquanto a agregação das plaquetas de camundongos BALB/c foi independente dessa classe de toxinas. Os resultados dos ensaios in vivo demonstraram que as proteínas do VBj com peso molecular inferior a 50 kDa (UF < 50 kDa) são importantes para o estabelecimento da trombocitopenia em camundongos BALB/c que receberam essa fração por via subcutânea e que esse quadro é independente de manifestações hemorrágicas e do desenvolvimento de coagulopatia durante o envenenamento botrópico. A caracterização dos compostos presentes no UF < 50 kDa foi realizada por espectrometria de massas e foi observada a presença predominante de metaloproteinases (37%) e proteínas similares às lectinas do tipo-C (33%), enquanto serinaproteases (17%), fosfolipases A2 (10%) e outros compostos (3%) somaram 30% da fração UF < 50 kDa. Em conclusão, o veneno é um potente agonista plaquetário que promove agregação, aglutinação e secreção de plaquetas humanas e de camundongos, independente da secreção de corpos densos plaquetários, e a fração do veneno responsável pela trombocitopenia em camundongos BALB/c tem peso molecular menor que 50 kDa / Thrombocytopenia and platelet dysfunction are common findings in patients bitten by Bothrops jararaca snakes. Pro- and anti-aggregating toxins have been isolated from Bothrops jararaca venom (BjV), but only few studies have been carried out about the effects of crude BjV and its main families of enzymes on platelet function ex vivo, as well as to understand their relevance to the pathophysiological events that occur during B. jararaca envenomation. Animal models have been used to understand platelet disorders in humans that culminate in bleeding manifestations. Thus, the aim of this study was to investigate (i) the effects of BjV, and snake venom serine proteinases (SVSP) and snake venom metalloproteinases (SVMP) contained therein, on aggregation and secretion in suspensions of washed human and mouse platelets, and (ii) to determine the BjV fractions, obtained by ultrafiltration, that induce thrombocytopenia in BALB/c mice after 3 h of administration of Bothrops envenomation. Washed platelets from humans and BALB/c, C57BL/6 and pearl (Ap3b1-/-) mice showed maximal aggregation responses to BjV at the concentration of 24.4 ?g/mL. However, this concentration aggregated less intensely platelets from humans than BALB/c or C57BL/6 mice. Even in pearl mouse platelets, which are deficient in dense bodies, BjV proved to be a potent agonist, promoting platelet aggregation without the requirement of granule content secretion. Nonetheless, BjV induced secretion of ATP, present in dense bodies, and PF4, present in ? granules, in the same extent as thrombin, from platelets of humans and mice. In regard to lysosomal secretion, it was observed that human platelets secreted low ?-hexosaminidase levels when stimulated by BjV than thrombin, whereas in BALB/c platelets higher secretion was induced by BjV than by thrombin. Release of lactate dehydrogenase (LDH) was similar between BjV and thrombin, evidencing the absence of cytotoxic activity by BjV on platelets. Inhibition of SVMP and SVSP, using Na2EDTA (13 mM) and AEBSF (8 mM), respectively, demonstrated that SVSP are important for ex vivo aggregation only in human platelets, whilst BALB/c platelet aggregation was independent of both of them. In in vivo studies, only BjV toxins with molecular weight less than 50 kDa (UF50) caused thrombocytopenia when administered s.c. to BALB/c mice, and it was independent of hemorrhagic manifestations and consumptive coagulopathy. Characterization by mass spectrometry of these toxins present in UF50 showed the predominant presence of SVMP (37%) and type-C lectin proteins (33%) were observed, while SVSP (17%), phospholipases A2 (10%) and other proteins (3%) accounted for the remaining toxins in UF50. In conclusion, BjV is a potent platelet activating agent that promotes aggregation, agglutination and secretion of human and mouse platelets, independent of secretion of dense platelet bodies, and the fraction of venom responsible for thrombocytopenia in BALB / c mice has a molecular weight less than 50 kDa

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:55Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-12-08Bitstream added on 2014-06-13T20:10:06Z : No. of bitstreams: 1 oliveira_dgl_me_sjrp.pdf: 2024541 bytes, checksum: 9e617f882421a4dd2f2cc715da6fb79f (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Toxins isolated from vemos have been used as molecular tools to understand many physiological processes. The enzymes isolated from the venoms of Crotalus and Bothrops species interfere with the control and balance of the hemostatic system (PEREZ et al., 1996) and thus, the determination of their structures is potentially very important. These enzymes are serine proteinases that are similar to tyrpsin in their specificity but are generally referred to as thrombin-like enzymes due to their ability to cleave fibrinogen. The principal aim of this project was to isolate and characterize snake venom poteins that inetefere with the control and regulation of the hemostatic system in quantities and purity required for structural studies. Gel filtration, ion-exchange and HPLC chromatographic techniques were used to isolate convulxin, crotoxin, giroxin and crotamine, the principle components from the venoms of Crotalus durissus collineatus and Crotalus durissus terrificus and the serine and metalo proteinases from the venom of Bothrops jararaca. The purity of the samples was evaluated by SDS-PAGE and the specific activity of the samples was determined. Crystallization experiments were then carried out.

Que o envenenamento pela serpente Bothrops jararaca causa distúrbios hemorrágicos sistêmicos, com alteração da coagulação e fibrinólise sangüíneas, é notório. Contudo, pouco se sabe sobre a ação in vivo desse veneno sobre as plaquetas. Em estudos recentes, demonstrou-se que esse veneno causa trombocitopenia, distúrbios da agregação e diminuição do número de corpos densos plaquetários, que, dessarte, sugeriam a ativação das plaquetas circulantes. Com o escopo de comprovar esta hipótese e melhor caracterizar as ações in vivo desse veneno sobre as plaquetas, serviu-se de um modelo experimental que empregava coelhos para o envenenamento pela B. jararaca. No grupo experimental, os animais foram injetados i.v. com o veneno da B. jararaca (60 µg/kg) e no grupo controle com salina. Previamente à administração de salina ou veneno, os coelhos tiveram suas plaquetas marcadas ex vivo com NHS-biotina. Para a avaliação das alterações plaquetárias, amostras de sangue foram coletadas seqüencialmente, em intervalos de tempo que variaram de 1 a 144 horas após a administração do veneno ou salina. Durante o envenenamento, houve trombocitopenia, hipofibrinogenemia, elevação dos níveis plasmáticos do fator de von Willebrand, diminuição da função plaquetária no sangue total induzida pela botrocetina e pelo colágeno e diminuição da secreção de ATP. Não obstante, os níveis plasmáticos de fator plaquetário 4, um marcador específico da ativação plaquetária in vivo, e os níveis intraplaquetários de serotonina se mantiveram constantes. Pela citometria de fluxo, observou-se um decréscimo significativo da expressão do epítopo da GPIIb-IIIa reconhecido pelo anticorpo monoclonal P2, porém isso não foi observado ao utilizar-se anticorpos policlonais. A expressão de fibrinogênio ou dos produtos de degradação do fibrinogênio/fibrina (PDF) na membrana plaquetária também não sofreu alteração significativa ao longo do tempo. Houve, todavia, elevações significativas da P-selectina plaquetária, um receptor cuja expressão é indicativa de ativação plaquetária, e do epítopo induzido por ligantes (LIBS1) da GPIIIa. A porcentagem de plaquetas reticuladas na circulação, assim como os tempos de sobrevivência plaquetária, não foram estatisticamente diferentes entre os dois grupos. As análises histológicas e imuno-histoquímicas dos órgãos dos coelhos mostraram que as plaquetas circulantes são retidas entre redes de fibrina nos capilares pulmonares. Os resultados obtidos sugerem que a trombina engendrada pelos componentes pró-coagulantes deste veneno desempenha uma função essencial na patogenia dos distúrbios da coagulação e plaquetários observados neste modelo de envenenamento. O aumento da expressão de P-selectina no grupo experimental comprovou a hipótese inicial de que as plaquetas dos coelhos envenenados são verdadeiramente ativadas na circulação. Os dados ora apresentados demonstram definitivamente que a diminuição do fibrinogênio ou o aumento dos PDF não são a causa fundamental da disfunção plaquetária observada no envenenamento botrópico e que outro(s) composto(s) parece(m) estar envolvido(s) com estes distúrbios plaquetários. / In spite of being well established that Bothrops jararaca snake venom causes blood coagulation and fibrinolysis disturbances in patients, scant information about blood platelet disorders during envenomation is available. In recent investigations, thrombocytopenia, platelet aggregation disturbances and decreased numbers of platelet dense bodies were observed following venom administration, suggesting that circulating platelets had been activated. In order to prove this hypothesis and to gain a better characterization of the in vivo role of this venom on platelets, an experimental model of B. jararaca envenomation was utilized. Rabbits were injected i.v. either with B. jararaca venom (60 µg/kg) (experimental group) or saline (control group). Previously to saline or venom administration, rabbit platelets were labeled ex vivo with NHS-biotin. To evaluate platelet disturbances, blood samples were collected consecutively, at time intervals that varied from 1 to 144 hours after venom or saline administration. During envenomation, there were thrombocytopenia, hypofibrinogenemia, elevation of von Willebrand factor plasma levels, reduced botrocetin- and collagen-induced platelet aggregation in whole blood, and decreased ATP secretion. However, plasma levels of platelet factor 4, a specific marker of in vivo platelet activation, and intraplatelet serotonin levels remained constant. By flow cytometry, a significant decrease on the expression of GPIIb-IIIa epitope recognized by P2 monoclonal antibody was observed; however, this was not observed when polyclonal antibodies were employed. Fibrinogen or fibrin(ogen) degradation product (FDP) expression on platelet surface showed no significant alteration. Nonetheless, significant elevations of platelet P-selectin, a receptor whose expression is indicative of platelet activation, and of ligand-induced binding sites (LIBS1) of GPIIIa were noted. The percentage of circulating reticulated platelets, as well as platelet survival times, were not statistically different between the two groups. Histopathological and immunohistochemical analyses of rabbit organs demonstrated that circulating platelets were sequestered among fibrin deposits in pulmonary capillaries. These results suggest that thrombin generated by procoagulating components of B. jararaca venom has an essential role in the pathogenesis of platelet and coagulation disorders in this experimental model. Increased expression of P-selectin in the experimental group proves the initial hypothesis that platelets of envenomed rabbits are indeed activated in the circulation. The data presented herein demonstrate definitively that decreased fibrinogen or increased FDP levels are not the primary cause of the platelet dysfunction observed in bothropic envenomation, but other substances seem to be responsible for it.

Que o envenenamento pela serpente Bothrops jararaca causa distúrbios hemorrágicos sistêmicos, com alteração da coagulação e fibrinólise sangüíneas, é notório. Contudo, pouco se sabe sobre a ação in vivo desse veneno sobre as plaquetas. Em estudos recentes, demonstrou-se que esse veneno causa trombocitopenia, distúrbios da agregação e diminuição do número de corpos densos plaquetários, que, dessarte, sugeriam a ativação das plaquetas circulantes. Com o escopo de comprovar esta hipótese e melhor caracterizar as ações in vivo desse veneno sobre as plaquetas, serviu-se de um modelo experimental que empregava coelhos para o envenenamento pela B. jararaca. No grupo experimental, os animais foram injetados i.v. com o veneno da B. jararaca (60 µg/kg) e no grupo controle com salina. Previamente à administração de salina ou veneno, os coelhos tiveram suas plaquetas marcadas ex vivo com NHS-biotina. Para a avaliação das alterações plaquetárias, amostras de sangue foram coletadas seqüencialmente, em intervalos de tempo que variaram de 1 a 144 horas após a administração do veneno ou salina. Durante o envenenamento, houve trombocitopenia, hipofibrinogenemia, elevação dos níveis plasmáticos do fator de von Willebrand, diminuição da função plaquetária no sangue total induzida pela botrocetina e pelo colágeno e diminuição da secreção de ATP. Não obstante, os níveis plasmáticos de fator plaquetário 4, um marcador específico da ativação plaquetária in vivo, e os níveis intraplaquetários de serotonina se mantiveram constantes. Pela citometria de fluxo, observou-se um decréscimo significativo da expressão do epítopo da GPIIb-IIIa reconhecido pelo anticorpo monoclonal P2, porém isso não foi observado ao utilizar-se anticorpos policlonais. A expressão de fibrinogênio ou dos produtos de degradação do fibrinogênio/fibrina (PDF) na membrana plaquetária também não sofreu alteração significativa ao longo do tempo. Houve, todavia, elevações significativas da P-selectina plaquetária, um receptor cuja expressão é indicativa de ativação plaquetária, e do epítopo induzido por ligantes (LIBS1) da GPIIIa. A porcentagem de plaquetas reticuladas na circulação, assim como os tempos de sobrevivência plaquetária, não foram estatisticamente diferentes entre os dois grupos. As análises histológicas e imuno-histoquímicas dos órgãos dos coelhos mostraram que as plaquetas circulantes são retidas entre redes de fibrina nos capilares pulmonares. Os resultados obtidos sugerem que a trombina engendrada pelos componentes pró-coagulantes deste veneno desempenha uma função essencial na patogenia dos distúrbios da coagulação e plaquetários observados neste modelo de envenenamento. O aumento da expressão de P-selectina no grupo experimental comprovou a hipótese inicial de que as plaquetas dos coelhos envenenados são verdadeiramente ativadas na circulação. Os dados ora apresentados demonstram definitivamente que a diminuição do fibrinogênio ou o aumento dos PDF não são a causa fundamental da disfunção plaquetária observada no envenenamento botrópico e que outro(s) composto(s) parece(m) estar envolvido(s) com estes distúrbios plaquetários. / In spite of being well established that Bothrops jararaca snake venom causes blood coagulation and fibrinolysis disturbances in patients, scant information about blood platelet disorders during envenomation is available. In recent investigations, thrombocytopenia, platelet aggregation disturbances and decreased numbers of platelet dense bodies were observed following venom administration, suggesting that circulating platelets had been activated. In order to prove this hypothesis and to gain a better characterization of the in vivo role of this venom on platelets, an experimental model of B. jararaca envenomation was utilized. Rabbits were injected i.v. either with B. jararaca venom (60 µg/kg) (experimental group) or saline (control group). Previously to saline or venom administration, rabbit platelets were labeled ex vivo with NHS-biotin. To evaluate platelet disturbances, blood samples were collected consecutively, at time intervals that varied from 1 to 144 hours after venom or saline administration. During envenomation, there were thrombocytopenia, hypofibrinogenemia, elevation of von Willebrand factor plasma levels, reduced botrocetin- and collagen-induced platelet aggregation in whole blood, and decreased ATP secretion. However, plasma levels of platelet factor 4, a specific marker of in vivo platelet activation, and intraplatelet serotonin levels remained constant. By flow cytometry, a significant decrease on the expression of GPIIb-IIIa epitope recognized by P2 monoclonal antibody was observed; however, this was not observed when polyclonal antibodies were employed. Fibrinogen or fibrin(ogen) degradation product (FDP) expression on platelet surface showed no significant alteration. Nonetheless, significant elevations of platelet P-selectin, a receptor whose expression is indicative of platelet activation, and of ligand-induced binding sites (LIBS1) of GPIIIa were noted. The percentage of circulating reticulated platelets, as well as platelet survival times, were not statistically different between the two groups. Histopathological and immunohistochemical analyses of rabbit organs demonstrated that circulating platelets were sequestered among fibrin deposits in pulmonary capillaries. These results suggest that thrombin generated by procoagulating components of B. jararaca venom has an essential role in the pathogenesis of platelet and coagulation disorders in this experimental model. Increased expression of P-selectin in the experimental group proves the initial hypothesis that platelets of envenomed rabbits are indeed activated in the circulation. The data presented herein demonstrate definitively that decreased fibrinogen or increased FDP levels are not the primary cause of the platelet dysfunction observed in bothropic envenomation, but other substances seem to be responsible for it.